Question

【題目】某同學(xué)利用如圖甲所示的氣墊導(dǎo)軌裝置探究恒力做功與物體動(dòng)能變化間的關(guān)系．在氣墊導(dǎo)軌上安裝了光電門，滑塊上固定寬度為d的遮光條，用細(xì)線繞過定滑輪將質(zhì)量為M＝200 g的滑塊(含遮光條)與質(zhì)量為m＝30 g的重物相連，細(xì)線與導(dǎo)軌平行．實(shí)驗(yàn)時(shí)滑塊每次都從同一位置A處由靜止釋放，用x表示滑塊從靜止開始到通過光電門的位移大小，用t表示遮光條通過光電門的時(shí)間．改變光電門在氣墊導(dǎo)軌上的位置，測(cè)量不同x所對(duì)應(yīng)遮光條通過光電門的時(shí)間t，再分別計(jì)算拉力做的功W和滑塊通過光電門時(shí)的動(dòng)能Ek.

(1) 用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度d，示數(shù)如圖乙所示，則d＝________cm.

(2) 實(shí)驗(yàn)前調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌水平的目的是________________________________________．

(3) 將重物的重力視為滑塊受到的拉力，取g＝9.80 m/s2，用W＝mgx計(jì)算出拉力對(duì)滑塊做的功W，并計(jì)算出滑塊動(dòng)能增量ΔEk.計(jì)算結(jié)果見下表：

W/10－3 J	7.35	8.82	10.29	11.76	13.23	14.70
ΔEk/10－3 J	6.39	7.67	8.95	10.23	11.50	12.78
(W－ΔEk)/10－3 J	0.96	1.15	1.34	1.53	1.73	1.92

①實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，ΔEk總是小于W.你認(rèn)為這是________(選填“偶然”或“系統(tǒng)”)誤差，簡要說明你的理由：__________________________________________________________.

②進(jìn)一步研究表明，拉力對(duì)小車做的功W和小車動(dòng)能增量ΔEk的差值(W－ΔEk)隨x增大而增大，用題中滑塊和重物的質(zhì)量可計(jì)算出(W－ΔEk)與x的比值＝________．(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

Answer 1

【答案】 (1) 0.65 (2) 保證滑塊重力不做功 (3) ①系統(tǒng) ΔEk總是小于W，而不是或大或小，是系統(tǒng)誤差 ②0.038N

【解析】(1)由圖可知游標(biāo)卡尺，其示數(shù)為：；

(2) 實(shí)驗(yàn)前調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌水平的目的是使繩子的拉力即為滑塊的合外力，即使滑塊重力不做功；

(3)因?yàn)樵趯?shí)驗(yàn)過程中存在阻力的作用，所以系統(tǒng)動(dòng)能的增量總小于系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量，故為系統(tǒng)誤差；